初学者
10 分钟

使用BTS3035EJXUMA1和STM32L073RZ控制连接负载的电源流动

35mΩ单通道智能低端电源开关

SolidSwitch 8 Click with Nucleo-64 with STM32L073RZ MCU

已发布 11月 21, 2024

点击板

SolidSwitch 8 Click

开发板

Nucleo-64 with STM32L073RZ MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32L073RZ

在汽车和工业系统中可靠地管理负载,配备高级保护和诊断功能,是替代继电器和保险丝的理想选择

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

SolidSwitch 8 Click 基于 Infineon 的 BTS3035EJXUMA1,这是一种单通道智能低侧功率开关。该器件具有 35mΩ 的电阻,采用先进的 N 通道垂直功率 MOSFET 设计,并进行单片集成,确保高可靠性和紧凑性。BTS3035EJXUMA1 具有汽车级品质,适用于 12V 汽车应用,但也能管理多种负载类型,包括电阻性、感性和容性负载,最大电压范围为 6V 至 18V,负载电流高达 5A。这款 Click 板™ 提供了一种实用的解决方案,用于控制具有不同特性的负载,能够替代传统的机电继电器、保险丝和离散电路,适用于多种应用。其设计支持可靠的开关控制和

精确的负载管理,适用于高效率的汽车和工业系统。BTS3035EJXUMA1 具备全面的保护功能,提升了其在各种应用中的可靠性。这些功能包括自动重启的过温关闭、主动钳位过电压保护和电流限制,能够在严苛的工作条件下保护器件。此外,当处于关闭状态时,器件具有低输出漏电流、静电放电(ESD)保护,并获得了完整的 AEC-Q100 认证,确保在汽车环境中的抗压能力。SolidSwitch 8 Click 通过 mikroBUS™ 插座上的特定引脚与主控 MCU 建立连接,从而控制板上 BTS3035EJXUMA1 集成电路的操作。IN 引脚是 TTL 逻辑控制信号,处于高电平时,

智能功率开关能够管理其负载。此外,STS 引脚作为开漏反馈状态输出,在检测到异常(如过温情况)时为 MCU 提供实时监控和警报。为提供即时视觉反馈,板上配置了红色 ERR LED 指示灯,通过 mikroBUS™ 插座上的 ERR 引脚控制,该指示灯会在检测到操作异常时亮起,便于用户进行故障诊断和增强安全性,直接在板上显示问题。此 Click 板™ 支持 3.3V 或 5V 逻辑电压水平,可通过 VIO SEL 跳线选择。这样,3.3V 和 5V 的 MCU 都可以正确地使用通信线。此外,该 Click 板™ 提供了包含易用功能的库和示例代码,作为进一步开发的参考。

SolidSwitch 8 Click hardware overview image

功能概述

开发板

Nucleo-64搭载STM32L073RZ MCU提供了一个经济实惠且灵活的平台,供开发人员探索新的想法并原型化其设计。该板利用了STM32微控制器的多功能性,使用户能够为其项目选择性能和功耗之间的最佳平衡。它采用LQFP64封装的STM32微控制器,并包括一些必要的组件,例如用户LED,可以同时作为ARDUINO®信号使用,以及用户和复位按钮,以及用于精准定时操作的32.768kHz晶体振荡器。设计时考虑了扩展性和灵活性,Nucleo-64板具有ARDUINO® 

Uno V3扩展连接器和ST morpho扩展引脚标头,为全面项目集成提供了对STM32 I/O的完全访问权限。电源选项具有适应性,支持ST-LINK USB VBUS或外部电源,确保在各种开发环境中的适应性。该板还配备了一个内置的ST-LINK调试器/编程器,具有USB重新枚举功能,简化了编程和调试过程。此外,该板还设计了外部SMPS,以实现有效的Vcore逻辑供电,支持USB设备全速或USB SNK/UFP全速,以及内置的加密功能,增强了项目的功耗效率和安全性。通过专用

连接器提供了额外的连接性,用于外部SMPS实验、ST-LINK的USB连接器和MIPI®调试连接器,扩展了硬件接口和实验的可能性。开发人员将通过STM32Cube MCU软件包中全面的免费软件库和示例得到广泛的支持。这与与各种集成开发环境(IDE)的兼容性相结合,包括IAR Embedded Workbench®、MDK-ARM和STM32CubeIDE,确保了平稳高效的开发体验,使用户能够充分发挥Nucleo-64板在其项目中的功能。

Nucleo 64 with STM32L073RZ MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M0

MCU 内存 (KB)

192

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

64

RAM (字节)

20480

你完善了我!

配件

Click Shield for Nucleo-64 配备了两个专有的 mikroBUS™ 插座,使得所有的 Click board™ 设备都可以轻松地与 STM32 Nucleo-64 开发板连接。这样,Mikroe 允许其用户从不断增长的 Click boards™ 范围中添加任何功能,如 WiFi、GSM、GPS、蓝牙、ZigBee、环境传感器、LED、语音识别、电机控制、运动传感器等。您可以使用超过 1537 个 Click boards™,这些 Click boards™ 可以堆叠和集成。STM32 Nucleo-64 开发板基于 64 引脚封装的微控制器,采用 32 位 MCU,配备 ARM Cortex M4 处理器,运行速度为 84MHz,具有 512Kb Flash 和 96KB SRAM,分为两个区域,顶部区域代表 ST-Link/V2 调试器和编程器,而底部区域是一个实际的开发板。通过 USB 连接方便地控制和供电这些板子,以便直接对 Nucleo-64 开发板进行编程和高效调试,其中还需要额外的 USB 线连接到板子上的 USB 迷你接口。大多数 STM32 微控制器引脚都连接到了板子左右边缘的 IO 引脚上,然后连接到两个现有的 mikroBUS™ 插座上。该 Click Shield 还有几个开关,用于选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平和 mikroBUS™ 插座本身的逻辑电压电平。此外,用户还可以通过现有的双向电平转换器,使用任何 Click board™,无论 Click board™ 是否在 3.3V 或 5V 逻辑电压电平下运行。一旦将 STM32 Nucleo-64 开发板与我们的 Click Shield for Nucleo-64 连接,您就可以访问数百个工作于 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的 Click boards™。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
Error LED Control
PC12
RST
ID COMM
PB12
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Input Control
PC8
PWM
Status Feedback
PC14
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

SolidSwitch 8 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Nucleo-64 with STM32L073RZ MCU作为您的开发板开始。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly
Nucleo 64 with STM32F401RE MCU front image hardware assembly
LTE IoT 5 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
LTE IoT 5 Click complete accessories setup image hardware assembly
Board mapper by product8 hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
Necto image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Clicker 4 for STM32F4 HA MCU Step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Debug Image Necto Step hardware assembly

实时跟踪您的结果

应用程序输出

1. 应用程序输出 - 在调试模式下,“应用程序输出”窗口支持实时数据监控,直接提供执行结果的可视化。请按照提供的教程正确配置环境,以确保数据正确显示。

2. UART 终端 - 使用UART Terminal通过USB to UART converter监视数据传输,实现Click board™与开发系统之间的直接通信。请根据项目需求配置波特率和其他串行设置,以确保正常运行。有关分步设置说明,请参考提供的教程

3. Plot 输出 - Plot功能提供了一种强大的方式来可视化实时传感器数据,使趋势分析、调试和多个数据点的对比变得更加直观。要正确设置,请按照提供的教程,其中包含使用Plot功能显示Click board™读数的分步示例。在代码中使用Plot功能时,请使用以下函数:plot(insert_graph_name, variable_name);。这是一个通用格式,用户需要将“insert_graph_name”替换为实际图表名称,并将“variable_name”替换为要显示的参数。

软件支持

库描述

该库包含 SolidSwitch 8 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • solidswitch8_set_err_pin - 此函数将 SolidSwitch 8 Click 的错误引脚状态设置为所选电平。

  • solidswitch8_set_in_pin - 此函数将 SolidSwitch 8 Click 的输入引脚状态设置为所选电平。

  • solidswitch8_get_sts_pin - 此函数读取 SolidSwitch 8 Click 的状态引脚的状态。

开源

代码示例

完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio 应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。

/*!
 * @file main.c
 * @brief SolidSwitch 8 Click Example.
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of SolidSwitch 8 Click board by 
 * switching state of the switch.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver, performs the Click default configuration.
 *
 * ## Application Task
 * Switching state of the output every 5 seconds, 
 * and monitoring the status of the device.
 *
 * @author Stefan Ilic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "solidswitch8.h"

static solidswitch8_t solidswitch8;   /**< SolidSwitch 8 Click driver object. */
static log_t logger;    /**< Logger object. */

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    solidswitch8_cfg_t solidswitch8_cfg;  /**< Click config object. */

    /** 
     * Logger initialization.
     * Default baud rate: 115200
     * Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
     * @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX 
     * are defined as HAL_PIN_NC, you will 
     * need to define them manually for log to work. 
     * See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
     */
    LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
    log_init( &logger, &log_cfg );
    log_info( &logger, " Application Init " );

    // Click initialization.
    solidswitch8_cfg_setup( &solidswitch8_cfg );
    SOLIDSWITCH8_MAP_MIKROBUS( solidswitch8_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( DIGITAL_OUT_UNSUPPORTED_PIN == solidswitch8_init( &solidswitch8, &solidswitch8_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    solidswitch8_default_cfg ( &solidswitch8 );
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    if ( SOLIDSWITCH8_PIN_STATE_LOW == solidswitch8_get_sts_pin( &solidswitch8 ) )
    {
        solidswitch8_set_err_pin( &solidswitch8, SOLIDSWITCH8_PIN_STATE_HIGH );
        log_error( &logger, " Detected over temperature condition." );
        for ( ; ; );
    }

    log_printf( &logger, " Switch state closed. \r\n" );
    solidswitch8_set_in_pin( &solidswitch8, SOLIDSWITCH8_PIN_STATE_HIGH );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );

    log_printf( &logger, " Switch state open. \r\n" );
    solidswitch8_set_in_pin( &solidswitch8, SOLIDSWITCH8_PIN_STATE_LOW );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );

}

int main ( void ) 
{
    /* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
    #ifdef PREINIT_SUPPORTED
    preinit();
    #endif
    
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}

// ------------------------------------------------------------------------ END

额外支持

资源

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